學生真的認識「因數」嗎?
周惠英 聖公會蒙恩小學 引言
筆者在學校裏多是教授小五及小六數學,不知其他老師有否跟我遇上 相同的難題:在教授最大公因數及最小公倍數時,無論如何舉出生活實例,
又或者繪影繪聲地著學生緊記著兩者的分別,學生總是在一段時間後便將 這兩個課題混淆。有些老師甚至曾經刻意把這兩個課題分放在上下學期教 授,期望學生能先對其中一個課題的內容熟練以後,再面對另一課題。可 惜的是任何方法都無法令奇蹟出現,究竟是甚麼地方出了問題?其實問題 還不只於此,學生甚至在用列舉法找出某數的所有因數時,總會有三兩個 數的錯和漏,老師往往都認定這是學生的粗心大意,難道這就是最圓滿的 解釋嗎?我們作為人師,又是否真的不可以再作甚麼了嗎?那麼數學學習 便要被扣上很多無奈了。
學生要學會以上兩大課題前,理應在四年級 (註) 時已經要打穩基礎,至 少他們要知道「甚麼是一個數的因數」和「應如何找出一個數的所有因數」。 但坊間很多教科書並沒有明明白白的解答這兩道問題,尤其是找因數的方 法究竟是用「除法」還是「乘法」仍是有點模糊。在課堂上,老師最多也 只是用數粒或實物拼砌出一個又一個的矩形,然後用乘式去紀錄,這樣便 可找出所有因數。但問題是整個學習過程中,老師只把注意力集中在乘式 的紀錄上,縱使有提及「除」這個字與「因數」的關係,相信也不足以令 學生留下深刻的了解及記憶,結果「因數」的真正意義很快便被隱藏在這 些乘式裏,令學生在往後的學習裏找不到一個真正的「救生圈」。這裏必須 指出,儘管一般數論書都會以「存在整數k,使得ak = b」作為非零整數a是 整數b的因數的定義(可參看潘、潘,1992,第 7 頁),這說法絕非找尋因 數的系統方法。要問 12 是否 948 的因數,就是要知道是否存在整數k,使 得 12k = 948。像 12 × ___ = 948 的填空題,試問如何可以由乘法入手呢?
但由於一般課本用上的例子,通常是較小的數,像 2 × ___ = 12 的問題,在 輕而易舉唸乘數表便可以完成的背後,其實隱藏了這方法是大海撈針的本
註: 根據目標為本課程,因數和倍數是三年級的課題,而利用列舉法找最大公因數和 最小公倍數則是四年級的課題。2002 課程則把這兩大課題合併在四年級時才教授。
質!
重組教學流程
從數學化觀點看(可參看馮,2004),要令真正的學習重新浮現,就必 須從課題的基本原理入手。所以課堂的設計有以下三個目標:
1. 學生能夠說出「一個可以整除某數的數,就是某數的因數」。 2. 學生掌握一個有效的工具找出某數的所有因數。
3. 學生能藉此培養一個良好的工作習慣。
至於課堂的流程則由學生的已有知識 ——「倍數的意義」為起始點,
再通過倍數和因數的關係,帶出「找出因數的方法」,即「一個可以整除某 數的數,就是某數的因數」。所以,如果要找出某數的所有因數,最直接的 方法就是由 1 開始,用除式把它逐一去除,能整除的就是某數的因數。筆 者為此設計了一張可以找出 30 的所有因數的課堂活動紙(附頁一),上有 30 個附有除式及紀錄每道除式的結果的方格,目的是要讓學生實實在在經 歷「一次」完整的找因數工程,這方法看似很笨,亦花時間,但卻非常有 效,還有一些意外收穫。學生在「除」的過程中,很快便發現當完成了過 半數的除式以後(在這例中,即 15 以後),到最後一道除式以前,是不會 再找到其他因數的了。這一發現相信在一般的教科書或教學計畫裏都不會 被收納在內,而在拼砌矩形找因數的過程中,亦不容易被發覺。
此外,在教學的討論過程中,大部分學生都能從個人的工作,加上其 他同學的發現,歸納出以下各項學習重點:
1. 「1」必定是所有數的因數
(其實學生很少有機會認認真真用「1」去除其他整數,所以這個發現 並不是必然的。事實上從二年級學除數開始,學生就很少接觸如:12 ÷ 1 或 26 ÷ 1 等的數式。)
2. 由以上除式可知任何數的最大因數就是原來的數。
3. 「2」是所有雙數的因數,由這道除式亦可知任何雙數的一半亦是該數 的其中一個因數。
4. 配合數的整除性檢定法則,學生在經歷了一次完整的找因數過程後,
全都能在第二次找另一數的因數時,肯定地判斷哪些除式必定可以找
當然學生是有個別學習差異的,部分能力較強的學生在做「48 的因數」
一紙中,已能準確地用最少的除式,有系統地找出 48 的所有因數;而能力 稍遜的學生則能依其能力按比例地用較多的除式去完成相同的工作,分別 就只在於多了三數道除式,而這亦正好體現這設計背後的照顧學習差異的 力量(附頁二及三)。
完成這課題學習後,學生們都不約而同地訴說這是一趟艱辛的旅程,
有學生甚至形容為「翻山涉水找因數」(其實他們只用了約二十分鐘去完成 這件工作罷了)。筆者仍記得當日他們在完成第一張工作紙後,都紛紛吐出 一口「大氣」,就是這一口氣,令所有學生都雀躍在接下來的課堂討論中,
而上述一切發現亦皆由學生自行找著,原來只要一個從基礎學理為出發點 的教學設計,加上靜心地讓學生用二十分鐘去完成這三十道除式,就能還 他們一個真正的「學習」經歷。這次以後,每當筆者再問學生「甚麼是這 個數的因數?」、「還記得怎樣找因數嗎?」等問題時,答案都是肯定的,
更寶貴的是我們之間有了一套能溝通無阻的共同語言(數學語言)。
艱辛過後
接下來的就是每個人都關心的考試及評估了,雖說分數並不代表甚 麼,但它始終是一個被大多數人接受的指標。在評估中,接近百分之九十 八的學生能準確分辨「因數」和「倍數」的題目,至於在列寫某數的所有 因數時,小部分學生仍有遺漏,這可能與學生的考試情緒有關吧。總結下 來,筆者仍肯定的說句這工作是有很高的價值的,至少學生們能投入在這 學習過程中,從討論到總結,從懷疑到肯定,這一切都以學生為中心,為 師至此,夫復何求。
本文承蒙馮振業博士提供寶貴意見,謹此致謝!
參考資料
馮振業(2004,6 月)。數學化教學:理論、實踐與前瞻。收入 鄧幹明、黃家樂、李文 生、莫雅慈(編),《香港數學教育會議 - 2004 論文集》,78 − 88 頁,香港大學教 育學院。
潘承洞、潘承彪(1992)。《初等數論》。北京:北京大學。
作者電郵:[email protected]
附 頁 一
附 頁 二
附 頁 三